第五章核酶和抗体酶

1、Enzyme Engineering酶工程共四十三页第五章 核酶和抗体酶第一节 ribozyme第二节 脱氧(tu yng)核酶第三节 抗体酶共四十三页第一节 ribozyme一、ribozyme的发现二Ribozyme的种类(zhngli)三Ribozyme研究进展与展望共四十三页一、ribozyme的发现(fxin)80年代初期，美国科罗拉多大学博尔德分校的Thomas Cech和美国耶鲁大学的Sidnery Altan各自独立地发现RNA具有生物催化(cu hu)功能.从而改变了生物催比剂的传统概念。为此，T.Cech和S.Altman共同获得了1989年度诺贝尔化学奖。共四十三页共四十

2、三页二Ribozyme的种类(zhngli) 自然界存在(cnzi)催化分子内反应（incis）的ribozyme(自我剪接型和自我剪切型)和催化分子间反应(in trans)的ribozyme。共四十三页1自我剪接(jinji)ribozyme分类自我剪接ribozyme可分为两类：型IVS：均与四膜虫大核rRNA前体的IVS结构相似、催化(cu hu)自我剪接需鸟苷（或5鸟苷酸）和Mg2+参与。型IVS ：结构与四膜虫的不同，而与细胞核mRNA前体中的IVS相似。它催化自我剪接反应不需要鸟苷或鸟苷酸参与，但仍需Mg2+共四十三页2自我(zw)剪切ribozyme的分类自我剪切ribozym

3、e, 自我剪切的RNA结构有锤头结构和发夹结构，其中尖头指出自我剪切的部位。自我剪接ribozyme：包含剪切与连接两个(lin )步骤。共四十三页几种能进行(jnxng)自我剪切的RNA结构共四十三页3催化分子间反应(fnyng)的ribozyme的分类如：L-19IVS具有5种酶活性，可催化多种分子(fnz)间反应。共四十三页三Ribozyme研究进展与展望(zhnwng)对各种已知ribozyme结构(jigu)与功能关系的研究。可找出其结构(jigu)功能域和必需基团，据此可进行分子改造，以获得分子更小的、高效的ribozyme 共四十三页研究(ynji)热点：从催化分子内反应的自我(

4、zw)剪切ribozyme设计出催化分子间反应的ribozyme.点击看图共四十三页Ribozyme的固定化Ribozyme的固定化已成功，将在医学、工业上获得应用。意义：对各种RNA-蛋白质复合物酶的分离鉴定，对许多(xdu)具有特别重要生物功能的RNA和蛋白质构成的颗粒体。在自然界将会发现更多的具有自我剪接或自我剪切的RNA分子和以非RNA为底物的ribozyme共四十三页第一节结束(jish)Ribozyme的发现(fxin)Ribozyme的种类Ribozyme研究进展与展望 T.Cech和S.Altman分子内（incis）的ribozyme(自我剪接型和自我剪切型)分子间 (in

5、trans)的ribozyme共四十三页第一节结束(jish)点击(din j)返回共四十三页第二节 脱氧(tu yng)核酶 一概念具有酶活性的DNA分子称为(chn wi)脱氧核酶共四十三页脱氧(tu yng)核酶的结构Carmi等通过体外选择技术合成了一种(y zhn)依赖Ca2+的具有自我切割功能的手枪型二级结构脱氧核酶分子 共四十三页三脱氧核酶的催化(cu hu)特性1效率高2高度专一性3活性依赖金属(jnsh)离子4其它辅助因子共四十三页四酶促反应(fnyng)动力学特征1PH值和温度对酶反应速率(sl)的影响2激活剂3酶浓度对酶反应速率的影响共四十三页五生物学意义(yy)三种脱氧

6、(tu yng)核酶的活性：连接酶活性金属螯合酶活性磷酸酯酶活性 共四十三页第二节结束(jish)概念结构催化特性反应(fnyng)动力学特征生物学意义效率高高度专一性活性依赖金属离子辅助因子PH值和温度对酶反应速率的影响激活剂酶浓度对酶反应速率的影响连接酶活性金属螯合酶活性磷酸酯酶活性共四十三页第二节结束(jish)点击(din j)返回共四十三页第三节 抗体酶一. 概念是一种(y zhn)具有催化功能的抗体分子，在其可变区赋予了酶的属性。 共四十三页二. 抗体酶概述(i sh) 酶与抗体的差别：酶是能与反应过渡态选择结合的催化(cu hu)性物质，抗体是和基态分子结合的催化(cu hu)性

7、物质。共四十三页三. 抗体酶的催化反应1酰基转移(zhuny)反应 共四十三页2重排反应(fnyng)共四十三页3氧化(ynghu)还原反应 共四十三页4金属(jnsh)螯和合反应 共四十三页5磷酸酯水解反应 共四十三页6磷酸酯闭环反应(fnyng) 共四十三页7. 光诱导反应 a.光聚合反应(j h fn yng)（二聚作用） 共四十三页b.光裂解(li ji)反应共四十三页四. 制备(zhbi)方法i. 诱导法：即用设计好的半抗原，通过间隔链与载体蛋白（例如牛血清白蛋白等）偶联制成抗原，然后(rnhu)采用标准的单克隆抗体来制备、分离、筛选抗体酶。共四十三页利用过渡肽类似物制备(zhbi)

8、抗体示意图共四十三页ii. 引入法将催化基团或辅助因子引入到抗体的抗原结合部位，可采用(ciyng)选择性化学修饰方法，亦可利用蛋白质工程和基因工程技术共四十三页引入法共四十三页引入法举例(j l)共四十三页iii. 拷贝(kobi)法用酶作为抗原(kngyun)免疫动物得到抗酶的抗体，再将此抗体免疫动物并进行单克隆化，获得单克隆的抗抗体。对抗抗体进行筛选，应获得具有原来酶活性的抗体酶。缺点：具有一定的盲目性和偶然性，并且不能产生新酶。共四十三页拷贝(kobi)法示意共四十三页五研究(ynji)展望1 研究酶作用机理，获得蛋白质结构与功能间关系的一般规律(gul)。2 获得一类新型的蛋白酶。3

9、 催化天然酶不能催化的反应。共四十三页第三节结束(jish)抗体酶的催化反应制备(zhbi)方法酰基转移反应重排反应氧化还原反应金属螯和合反应磷酸酯水解反应磷酸酯闭环反应光诱导反应a.光聚合反应（二聚作用）b.光裂解反应诱导法引入法拷贝法共四十三页第三节结束(jish)点击(din j)返回共四十三页内容摘要Enzyme Engineering酶工程。80年代初期，美国科罗拉多大学博尔德分校的Thomas Cech和美国耶鲁大学的Sidnery Altan各自独立地发现RNA具有生物催化功能.从而改变(gibin)了生物催比剂的传统概念。为此，T.Cech和S.Altman共同获得了1989年度诺贝尔化学奖。型IVS：均与四膜虫大核rRNA